2024-2025學年高中生物專題2細胞工程2.1動物細胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)課時提升訓練含解析新人教版選修3

PAGE5-動物細胞培育和核移植技術(shù)(20分鐘50分)1.(10分)科研人員采納轉(zhuǎn)基因體細胞克隆技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因綿羊,以便通過乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)人凝血因子IX醫(yī)用蛋白,其技術(shù)路途如圖。(1)由過程①獲得的A為______________________。

(2)在核移植之前,必需先去掉受體卵母細胞的核,目的是________________。受體應(yīng)選用____________期卵母細胞。

(3)采納胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆,理論上可獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊,這是因為________________________。

【解析】本題主要考查基因工程操作步驟、核移植技術(shù)。(1)由題圖信息可知,①表示將人凝血因子IX基因與運載體結(jié)合,獲得含有人凝血因子IX基因的基因表達載體A。(2)為了保證重組細胞中的核遺傳物質(zhì)來自整合有目的基因的成纖維細胞,在核移植之前,必需先去掉受體卵母細胞的細胞核。MⅡ期卵母細胞中不僅含有細胞核全能性表達須要的因子,而且細胞已達到成熟狀態(tài),所以受體選用MⅡ期卵母細胞。(3)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培育,通過傳代培育可產(chǎn)生大量整合有目的基因的成纖維細胞用于核移植,理論上可以采納胎兒成纖維細胞進行轉(zhuǎn)基因體細胞克隆,最終獲得無限個轉(zhuǎn)基因綿羊。答案:(1)含目的基因的表達載體(2)保證核遺傳物質(zhì)來自含目的基因的成纖維細胞MⅡ(3)整合有目的基因的成纖維細胞可進行傳代培育【補償訓練】現(xiàn)有A和B兩個肉牛品種,A品種牛的細胞組成可表示為A細胞核、A細胞質(zhì),B品種牛的細胞組成則為B細胞核、B細胞質(zhì)。(1)假如要獲得一頭克隆牛,使其細胞由A細胞核和B細胞質(zhì)組成,基本步驟是:從A品種牛體內(nèi)取出體細胞,進行體外培育,然后再從培育細胞中取出________注入B品種牛的________卵母細胞中,經(jīng)過某種刺激和培育后,可形成胚胎,該胚胎被稱為________,將該胚胎移入代孕母牛的________中,通過培育可達到目的。(2)克隆牛的產(chǎn)生說明________________具有全能性?？寺∨５男誀钪饕憩F(xiàn)________品種牛的特征。由A、B兩品種雜交得到的牛與克隆牛相比,雜交牛細胞核的遺傳物質(zhì)來自________個親本,細胞質(zhì)主要來自________牛(填“公”或“母”),克隆牛和雜交牛的遺傳物質(zhì)組成________(填“相同”或“不同”)?！窘馕觥?1)動物細胞核具有全能性,將A細胞核注入B品種牛處于減數(shù)其次次分裂中期的去核卵母細胞中,形成的胚胎稱為重組胚胎,將該胚胎移入代孕母牛的子宮中可發(fā)育成克隆動物。(2)克隆動物利用的是動物細胞細胞核的全能性,得到的新個體的性狀主要由細胞核確定,與供核牛的性狀基本一樣。雜交牛是由精子和卵細胞融合得到的受精卵發(fā)育而來,細胞核中的遺傳物質(zhì)來自兩個親本,但細胞質(zhì)主要來自卵細胞,所以雜交牛和克隆牛的遺傳物質(zhì)不同。

答案:(1)細胞核去核重組胚胎子宮(2)動物體細胞核A兩母不同2.(12分)(2024·大連高二檢測)隨著科學技術(shù)的發(fā)展,人們可以依據(jù)人類的需求來改造生物的性狀,在很多領(lǐng)域取得了可喜的成果,圖中是利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白的圖解,據(jù)圖回答:(1)在此過程中涉及的細胞水平的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有________________。

(2)假如②的數(shù)量太少常用________________來擴增。在②進入③之前要構(gòu)建基因表達載體,用到的工具酶有________________。

(3)圖中①一般經(jīng)________________處理可以得到③。能實現(xiàn)②進入③的常用方法是________________。

(4)⑦是⑥生出的后代,而⑦的遺傳性狀和荷斯坦奶牛最相像,緣由是________________________。要實現(xiàn)⑦批量生產(chǎn)血清白蛋白,則要求③的性染色體組成是________________。

【解析】(1)分析圖示可知,①→③過程采納了動物細胞培育,去核的未受精的卵與荷斯坦奶牛組織細胞的細胞核結(jié)合為重組細胞的過程采納了核移植技術(shù)。(2)②→③為基因工程,其中②(血清白蛋白基因)屬于基因工程中的目的基因,可采納PCR技術(shù)擴增目的基因。構(gòu)建基因表達載體時,先用限制酶切割目的基因和載體,再用DNA連接酶進行連接。(3)圖中①所示的荷斯坦奶牛組織一般經(jīng)胰蛋白酶處理可以得到③所示的單個細胞。在基因工程中,將②所示的目的基因?qū)擘鬯镜氖荏w動物細胞中,常用顯微注射法。(4)生物的性狀是由遺傳物質(zhì)DNA限制的,而DNA主要分布在細胞核中,而⑦的細胞核來自荷斯坦奶牛,即個體⑦的遺傳物質(zhì)主要來自荷斯坦奶牛,所以⑦的遺傳性狀和荷斯坦奶牛最相像。圖中是利用奶牛乳汁生產(chǎn)血清白蛋白,要求③為雌性,因此性染色體組成是XX。答案:(1)動物細胞培育、核移植技術(shù)(2)PCR技術(shù)限制酶和DNA連接酶(3)胰蛋白酶顯微注射法(4)個體⑦的遺傳物質(zhì)主要來自荷斯坦奶牛XX3.(14分)美國科學家已經(jīng)在試驗室中勝利培育出膀胱,并順當移植到7名患者體內(nèi)。這種技術(shù)為那些急需器官移植的患者帶來福音?；卮鹣铝袉栴}:(1)科學家從患者的膀胱上取下一小塊活細胞樣本,將其中的肌肉細胞和膀胱上皮細胞分別置于不同的培育皿中培育。在培育之前,需用________________處理以分散細胞,細胞在培育皿中的培育過程屬于______________代培育。與植物組織培育相比,動物細胞培育的培育基的主要不同點是含有__。

(2)約1周后將培育皿中培育的細胞放在由膠原質(zhì)制成的支架上接著培育,再過7周左右,原先的數(shù)萬個細胞已經(jīng)繁殖到15億個左右,布滿支架,膀胱上皮在內(nèi),肌肉在外,形成新膀胱。細胞數(shù)目大量增加,其增殖方式是__________________,這些細胞形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過__________________________。

(3)醫(yī)生將新膀胱移植到患者膀胱的上面,這樣新器官會接著生長并與老器官重組取代老器官中丟失功能的部分。新器官與老器官的重組________(填“是”或“不是”)基因重組;新膀胱移植后,________(填“會”或“不會”)引起免疫排斥反應(yīng)。

(4)除上述方法外,還可將患者的體細胞核移入去核的________________中,利用體細胞______________技術(shù),形成相應(yīng)組織、器官用于疾病的治療。

【解析】本題主要考查動物細胞培育過程。(1)動物細胞培育之前要用胰蛋白酶處理以分散細胞,動物細胞培育的培育基與植物組織培育的培育基含有的養(yǎng)分成分的主要不同點是前者含有動物血清或血漿。(2)動物細胞培育涉及的是細胞的有絲分裂。這些細胞形成肌肉和膀胱上皮的過程中要經(jīng)過細胞分化。(3)新器官與老器官的遺傳物質(zhì)相同,因此新器官與老器官的重組不屬于基因重組。新老器官具有相同的蛋白質(zhì)等物質(zhì),因此新膀胱移植后,不會成為抗原。(4)除上述方法外,還可采納體細胞核移植的方法形成相應(yīng)的組織、器官,即將患者的體細胞核移入去核的卵母細胞中形成重組細胞,進一步培育形成相應(yīng)的組織、器官。答案:(1)胰蛋白酶(或膠原蛋白酶)原動物血清或血漿(2)有絲分裂細胞分化(3)不是不會(4)卵母細胞細胞核移植4.(14分)探討人員利用成年鼠嗅黏膜制備的嗅黏膜細胞,在添加不同血清濃度下培育并測量其細胞生長(增殖)狀況,獲得試驗結(jié)果如圖。請據(jù)圖分析回答:(1)將獲得的嗅黏膜加入0.25%酶液中,用剪刀充分剪碎,并用吸管吹吸多次,該操作的生物學意義是__________________,以便制成嗅黏膜細胞懸液。該過程中,所運用酶液的主要成分是____________。

(2)將獲得的嗅黏膜細胞懸液剛好離心,將分別獲得的嗅黏膜細胞加入適量的培育液,搖勻后再離心獲得嗅黏膜細胞,這樣操作的意義主要是去除____________,以避開其對嗅黏膜細胞正常的生命活動造成影響。將獲得的嗅黏膜細胞用特定培育基置于培育箱內(nèi)培育。進行原代培育時,細胞增殖的方式是____________。

(3)依據(jù)試驗可知,當培育液中血清濃度為40%～80%時,隨血清濃度上升,對細胞生長的促進作用表現(xiàn)為____________。據(jù)圖推想,與40%的血清濃度培育條件相比,10%的血清濃度對細胞生長的促進作用可能表現(xiàn)為____________________。

【解析】(1)在動物細胞培育過程中,首先將獲得的動物組織用剪刀充分剪碎,然后加入胰蛋白酶,使組織中的細胞分散成單個細胞,即制成細胞懸液。(2)為了去除胰蛋白酶,以避開其對嗅黏膜細胞正常的生命活動造成影響,可以將獲得的嗅黏膜細胞懸液剛好離心,將分別獲得的嗅黏膜細胞加入適量的培育液,搖勻后再離心獲得嗅黏膜細胞。進行原代培育時,細胞增殖的方式是有絲分裂。(3)分析曲線圖,以血清濃度為0%作為空白比照,當培育液中血清濃度為40%～80%時,隨血清濃度上